备战2024年高考模拟物理试卷4（河北卷专用）（解析版）

PAGEPAGE1备战2024年高考物理模拟卷（河北卷专用）黄金卷04（考试时间：75分钟试卷满分：100分）第I卷（选择题）单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.中国载人航天工程办公室从2023年9月1日起至9月30日24时，面向社会公开征集新一代载人飞船（图甲）、载人月面着陆器（图乙）的名称。根据计划，我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球，开展月球科学考查及相关技术试验等。不考虑月球的自转，下列说法正确的是（）A.新一代载人飞船的发射速度必须大于11.2km/sB.新一代载人飞船赴月过程无须主动变速C.载人月面着陆器可在环月轨道上处于静止状态D.载人月面着陆器登月过程中需在近月点减速变轨【答案】D【解析】A．若飞船的发射速度大于11.2km/s，则会逃脱地球束缚，故A错误；BD．飞船在飞向月球过程中需不断加速变轨，与着陆器登月过程相反，故D正确、B错误；C．由于着陆器只受月球的万有引力（其他引力可不计），因此其不可能静止在环月轨道上，故C错误。故选D。2.一列横波沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则（）A.经过1s质点K运动到波谷B.经过2s质点K运动到L处C.经过2s质点K回到平衡位置D.经过3s质点K运动到波峰【答案】C【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据平移法可知，此时，质点K向y轴正方向振动，根据图像可知，波长为2.0m，所以周期，所以经过1s即，质点运动到波峰，故A错误；BC．经过2s即半个周期，质点K运动到平衡位置，并不随波迁移，故B错误C正确；D．经过3s即质点K运动到波谷，故D错误。故选C。3.物体放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率单独拉着物体运动时，物体的最大速度为；若水平外力仍以恒定的功率拉着物体和物体共同运动时，如图所示，物体和物体的最大速度为。空气阻力不计，在物体和达到最大速度时作用在物体上的拉力功率为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】物体受到的滑动摩擦力为以恒定的功率拉着物体和物体共同运动有在物体和达到最大速度时作用在物体上的拉力功率为故选C。4.某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线，其方程分别为和。无人机及其载物的总质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（）A.EF段无人机的速度大小为4m/sB.FM段无人机的货物处于超重状态C.FN段无人机和装载物总动量变化量大小为4kg∙m/sD.MN段无人机机械能守恒【答案】A【解析】A．根据EF段方程可知EF段无人机的速度大小为故A正确；B．根据图像的切线斜率表示无人机的速度，可知FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态，故B错误；C．根据MN段方程，可知MN段无人机的速度为则有可知FN段无人机和装载物总动量变化量大小为12kg∙m/s，故C错误；D．MN段无人机向下做匀速直线运动，动能不变，重力势能减少，无人机的机械能不守恒，故D错误。故选AB。5.某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（）A.物块与长木板先相对静止后相对运动B.根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力C.根据图乙中数据可得出物块与木板间动摩擦因数D.5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的【答案】C【解析】A．根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确不符合题意；B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确不符合题意；C．根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误符合题意；D．5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确不符合题意；故选C。6.外出研学中，小明同学观察到农民用手抛撒谷粒进行播种，他发现，如图（a）所示，某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（）A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从O到P的运动时间相等D.谷粒2从O到P的平均速度大【答案】B【解析】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，故A错误；B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度；从O点运动到P点，与谷粒1比较，水平位移相同，但谷粒2的运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小，即最高点的速度小于v1，故B正确；C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同，故谷粒2运动时间较长，故C错误；D．两谷粒从O点运动到P点的位移相同，但谷粒2的运动时间较长，则谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，故D错误。故选B。7.如图所示，纸面内的菱形金属线框以速度平行于方向匀速通过一有界的匀强磁场，磁场的边界、相互平行，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。已知线框的电阻为，线框的边长和磁场宽度均为，，，下列说法正确的是（

）A．A点离开磁场后线框内的感应电流沿顺时针方向B．线框内感应电动势的最大值为C．此过程中穿过线框的磁通量的最大值为D．线框穿过磁场的整个过程中回路的最大热功率为【答案】C【解析】A．线框的A点离开磁场后，穿过线框的磁通量垂直纸面向里先增大后减小，由楞次定律可知线框中的电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；B．从B点进入磁场到D点进入磁场的过程中线框内的感应电动势最大，有故B错误；C．当线框到如图所示的位置时穿过线框的磁通量最大，此时A点和C点到磁场边界MN和PQ的距离相等，所以穿过线框的磁通量的最大值故C正确；D．回路中感应电动势最大时热功率最大，有故D错误。故选C。选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。8.为了解决光信号长距离传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。如图所示的是铒离子的能级示意图，标识为的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁：如果用光子能量约为的激光把处于基态能级的铒离子激发到能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为的光子，于是输出的光便大大加强了。根据上述资料你认为下列说法正确的是（）A．无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为B．这种光纤传输任何频率的光信号衰减都能得到有效补偿C．大量处在能级的铒离子向下跃迁能产生4种频率的光子D．上述情景发生时，光纤中传输的光信号波长约为【答案】AD【解析】A．电子从轨道跃迁到轨道得能量，电子从轨道跃迁到轨道得能量。则无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为,故A正确；B．由可得这种光纤传输只有频率为的光信号衰减才能得到有效补偿，故B错误；C．大量处在能级的铒离子向下跃迁有以下几种情况，，因为能级跃迁到能级是无辐射跃迁，所以不会放出光子，故处在能级的铒离子向下跃迁能产生2种频率的光子，故C错误；D．由可得带入数据可解得光纤中传输的光信号波长约为，故D正确。故选AD。9.如图，竖直平面内有一半径为R=1m、内壁光滑的圆形轨道，轨道底端与水平面相切于点c，该圆形轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。在水平面上放着不带电的物块A和带正电的物块B，其中mA=2kg、mB=1kg，物块B所带电荷量，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端未与A、B拴接）。d点左侧水平面粗糙但右侧光滑，物块A与d点左侧水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。现将细绳剪断，A脱离弹簧P一段时间后才滑到d点，最终在d点左端L=1.225m处停止。A、B可看作质点，g=10m/s2，则（）A.物块B第一次滑至c点的速度大小为7m/sB.物块B在c点时具有的电势能最大C.物块B可以运动到圆轨道的最高点D.物块B离开轨道时的速度大小为m/s【答案】AD【解析】A．剪断绳子后，物块A、B获得速度vA、vB，A在d点左侧做匀减速直线运动，则有解得A、B组成系统动量守恒，则有解得。故A正确；B．B带正电，在B运动到电场中最高点过程，电场力对B做负功，电势能增大，物块B在电场中最高点时具有的电势能最大，故B错误；C．若物块B恰好能达最高点，则有解得假设B从上述临界状态返回至c点，则有解得由于，故B脱离弹簧后不能到达圆弧轨道最高点，故C错误；D．设B在离开轨道时速度为，飞出点位置的半径与竖直方向夹角为，则在飞出点有B从离开弹簧到运动至飞出点有解得，，故D正确。故选AD。10.“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了各种阻力，如果砂桶（含砂）的质量m不满足比小车质量M小得多的条件，那么，若保持M不变，将m增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是（）A.小车的加速度小于原来的2倍B.绳上的拉力小于原来的2倍C.砂桶机械能的减少量小于原来的2倍D.砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多【答案】ABC【解析】AB．以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得以砂桶（含砂）为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得若M保持不变，将m增大为原来的2倍，则有故AB错误；C．绳子拉力对砂桶做负功，砂桶机械能的减少量为由于可得即砂桶机械能的减少量小于原来的2倍，故C正确；D．砂桶和小车组成的系统损失的机械能等于小车克服摩擦力做的功，由于摩擦力大小保持不变，则砂桶和小车组成的系统损失的机械能与原来相等，故D错误。故选ABC。第Ⅱ卷（非选择题）实验题：本题共2小题，共15分。11.（6分）某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。（1）下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是___________。A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触BB．A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体C．A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除导体球，再分开A、B小球（2）用天平测量小球的质量m，悬挂点到小球球心的距离l，将小球B固定在绝缘底座上，A球用丝线悬挂在支架上，使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示，则A、B小球之间的距离___________cm。（3）本实验中，丝线与竖直方向夹角很小，，重力加速度。本实验中若小球质量为10g，，则库仑力___________N（结果保留两位有效数字）。（4）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________；A．B．C．【答案】

（1）C

（2）2.20

（3）2.2×10-3

（4）C【解析】（1）[1]A．用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B，两球将带上不等量的同种电荷，选项A错误；B．A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体，能使小球带等量异种电荷，选项B错误；C．A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除导体球，再分开A、B小球，能使小球带等量同种电荷，选项C正确；故选C。（2）[2]由图可知，A、B小球之间的距离r=2.20cm。（3）[3]对小球受力分析可知，库仑力带入数据解得（4）[4]根据可知图像为过原点的直线，故选C。12.（9分）小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图___________（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。（2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图所示，则单摆的振动周期T=___________s（结果保留3位有效数字）；（3）改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径r），请根据表中的数据，在方格纸上作出L-T2图像___________；L=l+r/m0.401.2761.6280.601.5552.4180.801.8013.2441.002.01040401.202.2084.875（4）测得当地的重力加速度g=___________（结果保留3位有效数字）；（5）有同学认为，根据公式，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度g偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由___________。【答案】（1）丙（2）1.36s（1.32~1.40s均可）（3）（4）9.71（9.47~9.78均可）（5）不正确。设摆球的重心下移△L，根据单摆周期公式，有，所以，与无关。（或：不正确。小磁片只影响图像在L轴上的截距，不影响图像的斜率，故不影响从图像中测得的g的大小。）【解析】（1）[1]图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好；（2）[2]小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为1.36s；（3）[3]根据表格中数据描点连线如图（4）[4]根据可得则图线斜率为则（5）[5]重力加速度根据图像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同学的观点是不正确的。计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.（9分）094型战略核潜艇（如图甲）是目前我国服役中最先进的核动力潜艇，是中国拥有三位一体核战略的保障，也是国之利器。如果游轮上处于O点的人刚好看到潜艇在其正前方的水下缓慢通过，将人和潜艇均视为质点，如图乙所示，此时人到水面的高度，潜艇的水下深度。水的折射率为，，，求此时潜艇与人的水平距离。【答案】【解析】如图所示根据折射定律可得解得即由图中几何关系可得此时潜艇与人的水平距离为14．（13分）如图所示为一种打积木的游戏装置，在水平地面的靶位上叠放着三块完全相同的硬质积木A、B、C，其中积木B、C夹在固定的两光滑硬质薄板间，每块积木的质量均为m、长为L，各水平接触面间的动摩擦因数均为。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于O点，钢球质量也为m，轻绳长为R。游戏时，将钢球拉到与O等高的P点（保持绳绷直）由静止释放，钢球运动到最低点时轻绳恰好断裂，随即钢球与积木A发生弹性碰撞（碰撞时间极短可忽略），之后积木A与B分离，积木A再滑行一段距离后停止。重力加速度为g，不计空气阻力。求：（1）轻绳能承受的最大拉力；（2）钢球与积木A碰后瞬间，积木